Критерии поискового прогнозирования месторождений марганца и бокситов - часть 4

 

  Главная      Учебники - Разные     Критерии поискового прогнозирования месторождений марганца и бокситов

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 



 

содержание   ..  2  3  4  5   ..

 

 

Критерии поискового прогнозирования месторождений марганца и бокситов - часть 4

 

 

бассейнами. Бокситорудный седиментогенез в подготовительном водоеме с анаэробными условиями
завершается в начальной стадии формирования кислых растворов, а седиментация руд марганца
начинается при нейтрализации кислых вод пролива в слабощелочной среде конечного бассейна,
поэтому руды алюминия и марганца никогда не находятся в совместном залегании.
Следовательно, известные месторождения марганцевых руд определенно указывают на при-
сутствие высокоглиноземистых отложений в более древних морских фациях подготовительного бас-
сейна, а обнаружение бокситов может рассматриваться в качестве положительного критерия прог-
нозирования марганцевого оруденения более позднего возраста в отложениях нижестоящих (на
пути перетока вод) впадин. По возрасту более надежно предсказываются бокситы по марганцу, чем
наоборот. Бокситы смежной впадины всегда древнее марганцевых руд.
18. Благоприятным для накопления бокситов следует считать такое изменение режима эпикон-
тинентального бассейна, при котором окислительно-восстановительный потенциал водной среды
повышается, рН уменьшается от щелочных значений к слабокислым, а температура воды возрас-
тает. Такие условия возникают во время регрессии водоема на фоне аридного климата, а также в
апвеллингах тропической зоны.
Бокситорудный процесс начинается в резко восстановительных условиях аноксичной зоны с
долговременного метасоматоза донных осадков сульфидными растворами алюминия, а заканчива-
ется в кислородной зоне лавинообразным сбросом гиббсита в результате катастрофичного удаления
сероводорода в цепной реакции кислого гидролиза.
Резкая смена восстановительной обстановки на окислительную при отсутствии сероводорода
приводит к образованию месторождений наиболее качественных бескремнистых, бессернистых и
маложелезистых бокситов.
19. Сущность коррелятивных связей между марганце- и фосфатогенезом заключается в той же,
- общей с алюминием и железом истории накопления рудных компонентов в истинных растворах
сероводородных котловин. Пока можно лишь предполагать, что в резко восстановительных усло-
виях застойных котловин, желобов и впадин фосфор накапливается вместе с алюминием, марганцем
и другими элементами в виде диссоциированных фосфитов, которые по мере уменьшения глубины
водоема переходят в ангидрид и в присутствии продуктов окисления сероводорода образуют смесь
гидрофосфатов, сульфатов и карбонатов кальция. Стратиграфическое положение месторождений и
проявлений фосфоритов определенно указывает на опережение марганцеворудного процесса
фосфаторудным и на отставание его от садки бокситов.
20. Изложенные здесь поисковые критерии позволяют рассматривать в едином и непрерывном
процессе множество геологических событий - от выщелачивания элемента из горной породы до
образования железомарганцевых конкреций на поверхности дна океана, от садки гиббсита в мор-
ской котловине до континентального галогенеза в той же впадине.
В процессе локального или среднемасштабного прогнозирования нужно остерегаться унифор-
мистской интерпретации осадочного рудогенеза и учитывать, что продуктивными были не все, не
любые временные водоемы, возникавшие в тех или иных частях континента и исчезавшие в разное
время, а только те конкретные желоба геосинклиналей, котловины прогибов и впадины синеклиз,
что накапливали и переносили в истинных растворах марганец, железо, фосфор, алюминий и дру-
гие рудные элементы вместе, - те, что не потеряли, а унаследовали рудоносный потенциал и гене-
тическую связь с более древними подготовительными бассейнами. Такими водоемами могли быть
бассейны нефтегазоносных провинций.
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
52
ПРОГНОЗ
Рассматриваемая гипотеза о прорыве кислых рудоносных вод через невысокие перемычки ме-
жду древними и новыми морями обеспечивает адекватный прорыв и в области прогнозирования ме-
сторождений марганца, бокситов и, вероятно, фосфоритов. Древние проливы буквально и в прямом
смысле открывают реальную возможность "проветривания" и аэрации зараженного сероводородом
подготовительного бассейна и застойной атмосферы геологических представлений о марганце- и
бокситорудном процессах.
Отныне одно только внимательное чтение геологической карты района способно дать точные и
однозначные ответы на самые трудные вопросы поискового прогнозирования:
- прогнозные ресурсы марганцевых руд, тип и масштабы оруденения, а также перспективы
прироста запасов в отработанных месторождениях можно предварительно оценить методом сравне-
ния возрастов и размеров подготовительных бассейнов и рудовмещающих некомпенсированных
впадин между собою (Днепрово-Донецкая крупнее Юрюзано-Сылвенской, Имангуловская меньше
Причерноморской и т.д.);
- выявление новых бокситорудных полей в истоках и марганценосных - устьях древних
проливов можно предсказать на основании изучения рельефа погребенного фундамента, выступы
которого разделяли водоемы во время перетока сульфидных марганецсодержащих вод из зон
аноксий на участки аэрируемого шельфа;
- значительная экономия физических объемов поисковых работ достигается за счет сокраще-
ния стратиграфического интервала исследований. Все марганценосные палеопроливы каждого
конкретного района имели между собою гидродинамическую связь, следовательно, продуктивные
осадки каждого марганцеворудного бассейна будут локализованы в одном, строго определенном
стратиграфическом интервале и поэтому нет нужды в изучении больших объемов вмещающих
отложений, как нет и оснований для поисков многофазного или разновозрастного оруденения. Воз-
раст оруденения должен совпадать с возрастом последних по времени темноцветных бескарбонат-
ных осадков подготовительной впадины;
- конкретные задачи прогнозирования прироста запасов того или иного типа марганцевых руд
на известных месторождениях, а также задачи поисков новых участков промышленного оруденения
легко решаются на основании реконструкции палеогеографической обстановки и литолого-
фациальных условий осадконакопления в марганцеворудном бассейне. В частности, фациальный и
гранулометрический состав отложений, их мощности и степень сортировки, крутизна бортов де-
прессии и гипсометрическое положений редокс-зоны, скорость прогибания или трансгрессии - все
эти и другие характеристики изучаемой структуры могут прямо или косвенно указывать на тип, мас-
штабы и закономерности локализации оруденения.
1. Установление факта прорыва кислых марганецсодержащих вод древних сероводородных
котловин в некомпенсированные впадины более позднего тектонического заложения обеспечивает
уверенное прогнозирование новых месторождений марганца.
Так, на схематическом плане перспектив марганценосности олигоцена Украины (рис. 3) изобра-
жены изогипсы поверхности кристаллического фундамента и заштрихованы площади первоочеред-
ного опоискования на марганец, но показаны они не там, где нужно, - на этих площадях южного
борта Днепрово-Донецкой впадины более вероятно нахождение бокситов, чем марганца.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Рыхлые отложения олигоцен-четвертичного возраста
Кайнозойские отложения Причерноморской впадины
Темноцветные глины майкопской свиты
Кристаллический фундамент с изогипсами поверхности
Промышленные залежи марганцевых руд
Площади, рекомендованные для первоочередного
опоискования на марганец Плавшудиным и Лебедевым (18)
Рис. 3. Схематическая геологическая карта Украинского щита с элементами прогноза марганцеворудных полей и месторождений
Вероятные направления переноса сульфидных растворов марганца палеопроливами раннего олигоцена и перспективные площади
марганценосных авандельт на южных склонах Азово-Подольского (Украинского) щита
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
54
По мнению авторов, опоискованию подлежит подножие Украинского кристаллического щита по
всему его периметру протяженностью свыше 1000 км, хотя было бы достаточно бурения скважин лишь
в устьях палеопроливов, отчетливо картируемых на схеме линейными понижениями поверхности
фундамента, которые, вероятно, представляют собою эрозионные долины, секущие в меридиональном
направлении денудационную поверхность щита. Всего на схеме можно обозначить до 10 линейных
понижений поверхности фундамента, соединяющих Днепрово-Донецкую впадину с Причерноморской,
причем вся Никополь-Большетокмакская группа месторождений оказывается на южных окончаниях па-
леопроливов.
Ниже представлен перечень меридиональных понижений поверхности фундамента, которые если
не утыкаются на юге в марганцеворудные площади, то (западнее Никопольского бассейна) могут пред-
ставлять определенный поисковый интерес:
- от Больше-Токмакского месторождения на ССВ;
- от Грушево-Басанской площади немного западнее г. Запорожье строго на север;
- от Николаевской площади на север в зону меридионального понижения фундамента, закрытую
штриховкой плана;
- от Западно-Никопольской площади строго на север,
- от Кривого Рога на ССЗ и ССВ в обход Кременчугского острова,
- восточнее г. Братского на СВ,
- от Кировограда на ЮЗ и, вероятно, на СВ:
- по линии Черкассы - Первомайск дугою окружности с центром в г. Кировоград,
- от г. Киев на ЮЮЗ в направлении на г. Котовск, и
- в районе г. Новоград-Волынский также намечаются линейные понижения кровли фундамента,
по которым марганецсодержащие воды могли перетекать из впадины в районе г. Мозырь на ЮЗ по ази-
муту г. Хмельницкий.
На детальных планах все эти прогнозы могут существенно уточняться и дополняться с учетом того,
что русло палеопролива в кристаллических породах могло иметь местами характер фиорда, т.е. су-
жаться до первых десятков метров, что не всегда фиксируется при мелкомасштабной съемке.
Важно также учитывать возможность размыва рудного поля в тальвеге пролива, который в резуль-
тате действия кориолисовой силы всё пострудное время смещался на запад.
2. Категоричные прогнозы редко оправдываются, однако уяснение общих особенностей течения
марганцеворудного процесса (поисковые критерии) и анализ конкретной геологической, палеотектони-
ческой и фациальной обстановки в районе Улутелякского марганцеворудного узла приводит к уве-
ренному прогнозу крупного месторождения марганца в 20-35 км южнее г. Аша Челябинской области
(лист N-40-Х) в контуре, ограниченном долинами рек Ук, Трамшак, Виляй, Икинь, Лемеза, Улу-
Комбаряк, Ардегель (рис. 4).
Продуктивные отложения будут располагаться на верхнем крыле флексуры западного падения в
промежутке между черными бескарбонатными песчаниками “майкопского” облика, распространенными
в бассейне р. Икинь (на востоке) и турбидитами Бака-Тау (западнее), где они приурочиваются к зоне
фациального замещения эвапорито-карбонатных пород терригенными на уровне стратиграфического
контакта кунгурских и уфимских (по А.Г. Бетехтину) отложений "седой пачки".
Рис. 4. Схематическая геологическая карта района Улутелякского марганцеворудного узла
1. Направления стока марганецсодержащих кислых вод палеопроливов (Ашинского, Симского, Укского).
2. Песчаники и сланцы каратауского структурного комплекса.
3. Известняки, песчаники, мергели, глины среднего девона - карбона, объединенные.
4. Известняки, доломиты, сланцы, песчаники в Симской мульде, сакмаро-артинские, объединенные.
5. Гипсы, ангидриты, известняки кунгурского яруса в Предуральском прогибе и на Русской платформе.
6. Песчаники, мергели, конгломераты уфимского яруса, перекрывающие марганценосные отложения.
7. Известняковые конгломераты, гравелиты и песчаники, предположительно раннетриасового возраста.
8. Миоцен-четвертичные отложения нерасчлененные.
9. Линии тектонических контактов; бергштрихи обращены в сторону падения сместителя.
10. Административная граница Челябинской области, она же - гос. граница Республики Башкортостан с РФ.
11. Примерное местоположение “Симской тектонической ступени”, отделявшей площади марганценакопления
от сероводородной HS- - зоны, где марганец не осаждался, переходя в двухвалентную форму.
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
56
В этот район северо-восточного борта Бельской депрессии марганец поставлялся водами Ук-
ского палеопролива, соединявшего в кунгуре Бельскую лагуну через Симской залив с водоемом
Юрюзано-Сылвенской депрессии, среди черно- и сероцветных осадков которой отмечаются
многочисленные рудопроявления и повышенные концентрации марганца.
Залежи руд здесь надежно перекрыты терригенными отложениями уфимского яруса и подстила-
ются региональным водоупором гипсов кунгура, синклинальное положение которых могло
предотвратить деградацию месторождения от воздействии нефтегазовых флюидов.
Эрозия рудного поля бурными потоками раннего триаса также маловероятна, поскольку
многометровые толщи валунно-галечных отложений гор Ману и Бака расположены значительно
западнее; по-видимому, такое смещение русла пролива обусловлено не столько действием
кориолисовой силы, сколько тектоническим воздыманием восточного крыла флексуры.
На нижнем крыле флексуры во все времена рудообразования господствовали
восстановительные обстановки, поэтому нахождение здесь руд марганца маловероятно. Имеются и
прямые поисковые признаки, которые нуждаются в полевой проверке.
По отношению к этому новому объекту Улутелякское месторождение является эродированным
полуразрушенным северным флангом, переходящим в первичный ореол рассеяния.
Разведка и промышленное освоение месторождения марганца на площади листа N-40-X в тече-
ние 5-10 лет потребует больших затрат на производство крупномасштабной (1:25000) геологиче-
ской съемки рудного поля (где пройдено только два маршрута в 1929 и 1943 годах), на бурение
100-150 тыс. м разведочных скважин и обустройство инфраструктуры месторождения в тяжелых
горно-таежных условиях района. Однако при благоприятных горнотехнических параметрах
месторождения и опережающем или параллельном производстве капитальной вскрыши, первые
объемы товарной руды могут быть получены в течение ближайших 2-3 лет. Размеры перспективной
площади (свыше 500 км2) достаточны для размещения крупного месторождения марганцевых руд, и
если оно до настоящего времени не выявлено, то причиной тому является прохождение здесь
административной границы Башкирии и Челябинской области (см. заключение).
3. Учитывая длительное сероводородное заражение вод Бельской котловины, её также следует
рассматривать в качестве подготовительного бассейна большой емкости, разряд марганценосного
потенциала которого мог произойти на расположенной южнее тектонической ступени широтной
ориентировки, при этом в тылу ступени (листы N-40-XVI, XXI, XXVII) должен был находиться водоем
некомпенсированной впадины с резко отличным по химизму составом воды (pH>7), способным
нейтрализовать кислые воды палеопролива.
Щелочные барьеры могли возникать в Предуральском прогибе только во времена послекунгур-
ских трансгрессий моря с юга, поэтому некоторый поисковый интерес могут представлять внешние
(южные) борта наложенных впадин раннего триаса, а также базальные горизонты отложений позд-
него мела, палеогена и плиоцена (акчагыльская трансгрессия), где буровыми скважинами вскрыва-
лись “сажистые угли“, но более вероятно, что эта (Предуральская) ветвь марганцевого рудогенеза
оборвалась в Индерском прогибе Прикаспийской синеклизы, где растворы марганца оставались без
движения на протяжении всей поздней перми и всего мезозоя и лишь в олигоцене наступил
закономерный финал - разразилась “вспышка” рудогенеза в бортах Черноморской котловины.
4. Накоплению марганца в анаэробной зоне сопутствует концентрация других гидрогенных
компонентов, о чем свидетельствует состав железомарганцевых конкреций. Имеются основания
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
58
предполагать накопление в этой зоне и алюминия. Марганцеворудный процесс по своему химизму и
физико-химическим параметрам водной среды является продолжением бокситорудного и наследу-
ется железорудным. Члены "гумидной триады" в таком понимании осадочного рудогенеза должны
формировать эквивалентные по запасам ассоциации месторождений.
Например, по отношению к Никопольскому марганцеворудному и Керченскому железорудному
бассейнам бокситы должны находиться в домайкопских отложениях общей для триады Днепрово-
Донецкой подготовительной впадины, однако континентальный перерыв раннего мела, по-види-
мому, явился причиной досрочной разгрузки вод бассейна путем образования Смелянского,
Звенигородского, Володарск-Волынского, Кумаровского и множества других месторождений и
проявлений Украины, Северного Кавказа, Закавказья и, возможно, Венгрии.
Восстановившаяся в палеоцене (1) связь Днепрово-Донецкой впадины с Польско-Германской и
Прикаспийской синеклизами вновь включает этот район и это время в число перспективных на по-
иски марганца в западном (Мозырском) и восточном (Луганском) бортах впадины, но уже в качестве
бассейна рудной садки, а не подготовительного, как в олигоцене. Такое предположение можно
уточнить анализом распределения бескарбонатных осадков в примыкающих районах синеклиз, при
этом нужно учитывать, что окисные руды марганца, особенно глинистые их разности, часто оши-
бочно принимаются за низкокачественные сажистые угли и поэтому никак не опробуются и не
анализируются.
5. Аналогично Днепрово-Донецкой, по эволюции гидрохимических условий подготовительного
бассейна можно прогнозировать обнаружение бокситов и в отложениях восточных бортов
Юрюзанской, Тирлянской и Белорецкой депрессий, где режим осадконакопления в позднем девоне
ничем не отличался от седиментогенеза в расположенной севернее Юрюзано-Сылвенской впадине,
в которой находится группа месторождений ЮУБР франского возраста.
Пространственная связь месторождений бокситов и марганца всегда отрицалась их исследовате-
лями, но генетическая - достаточно вероятна, поскольку эволюция вод общего подготовительного
бассейна от щелочных условий к кислым благоприятна для трансформации бокситорудного про-
цесса в марганцеворудный. Юрюзанская, Тирлянская и Белорецкая депрессии могли быть связан-
ными посредством палеопроливов с расположенными в 30-40 км восточнее марганценосными Шар-
тымской, Имангуловской и Биягодинской впадинами девонского заложения.
6. Методика прогнозирования месторождений марганца основывается на предположении о том,
что во все эпохи и периоды позднего фанерозоя марганецсодержащие воды медленно перемеща-
лись по окраинам Русской платформы с севера на юг, с востока на запад и обратно в зависимости от
гипсометрического положения соответствующих впадин и прогибов, а садка руд марганца происхо-
дила на мелководных участках их миграции.
Иллюстрацией методики конкретного среднемасштабного прогнозирования может служить
оценка марганценосности отложений раннего карбона в Предуральском прогибе. Здесь в междуре-
чье Инзера и Лемезы (лист N-40-XVI) М.И. Фадеев (29) описывая черноцветные разрезы фамена-
турне, высказывал следующие предположения о причинах темной окраски пород: “Неясно, чем
вызывается окрашивание. Этот вопрос невольно возникает при сравнении черных песчаников с
нижележащими желтоватыми и буроватыми косослоистыми песчаниками, в которых также имеется
глинистый цемент. Но цемент последних явно железистый; ожелезнение видно и макроскопически в
виде поточных полос и послойного пропитывания, тогда как в первых черный цвет совершенно ров-
ного не меняющегося тона. Мы не располагаем анализом черных песчаников. В изломе они не па-
хучи, при прокаливании не обесцвечиваются. В качестве предположения можно сказать, что
окрашивание их вызвано присутствием гидратно-окисных соединений марганца, обладающих, как
известно, черным цветом” (29, с.10).
Прямое указание автора на возможную марганценосность пород турне нужно отклонить по той
причине, что хромофорами в данном случае являются, по-видимому, троилит и мельниковит, однако
сам факт господства восстановительных условий в бассейне определенно свидетельствует о
накоплении марганца в истинных растворах. Присутствие же в разрезе бескарбонатных песчаников
еще более определенно указывает на то, что в смежной впадине этого возраста происходило
рудоотложение. Далее остается лишь определить направление переноса рудного вещества из
подготовительного бассейна и обнаружить маломощную залежь окисных руд марганца в терриген-
ных осадках ближайшего борта некомпенсированной впадины.
Перспективы марганценосности карбона не ограничиваются отложениями турне в районе листа
N-40-XVI. Так, осадочные месторождения Зианчуринской группы (N-40-XXVII) нередко причисля-
ются к вулканогенно-осадочным или инфильтрационно-метасоматическим (32, 33 и др.), что обос-
новывается существованием Мурадымовского “сдвига” широтной ориентировки. Установлено, что
ближе к этому разлому (северный фланг рудного поля) содержание марганца в пробах достигает
40%, а на юге снижается до 8% и менее. С позиций предлагаемой гипотезы Мурадымовский разлом
нужно рассматривать не в качестве поставщика марганценосных флюидов (это требуется еще
обосновать присутствием определенного набора эндогенных компонентов) но, учитывая изменение
мощностей осадков позднего турне (основание куруильской свиты) - как область северного замыка-
ния некомпенсированной впадины. Гидродинамическая связь этой впадины с подготовительным
бассейном осложнялись тектонической ступенью сбросо-взбросового характера по Мурадымовскому
(или другому) разлому девонского заложения, т.е. образование месторождений Зианчуринской
группы также легко объясняется механизмом описанной выше сорбции марганца силикагелями
мелководного бассейна.
Предлагаемая интерпретация генезиса руд серегуловского горизонта меняет принципиально
оценку их перспектив, - не прослеживание отложений периферии горизонта на всем их протяжении
(более 60 км) в направлении потока, а поиски авандельты рудоносного пролива в районе тектони-
ческой ступени могут привести к обнаружению промышленных залежей.
Возможно, что рудоносные отложения серегуловского горизонта являются продуктом распада
описанного М.И. Фадеевым подготовительного бассейна фамена-турне, между которыми нет возрас-
тного (континентального) перерыва, но достаточно вероятна связь посредством проливных котловин
и впадин прогиба.
Как и на площади Улутелякского марганцеворудного узла, в разрезах Зилаирского синклинория
также можно увидеть отдаленную связь марганцеворудного процесса с образованием фосфоритов.
На площади смежного листа N-40-XXXIII известны проявления фосфоритов, включая Кугарчинское,
приуроченные к терригенно-карбонатным отложениям нижней подсвиты иткуловской свиты (C1it).
7. В предыдущем пункте высказано предположение о генетической связи Зианчуринской
группы месторождений Предуралья с черноцветными разрезами фамена-турне, описанными М.И.
Фадеевым. Ознакомление с геологической картой Южного Урала позволяет предположить, что и
марганцевые месторождения Магнитогорского синклинория (Баймакская, Кусимовская, Уразовская и
Северо-Учалинская группы) обязаны своим происхождением обширному эпиконтинентальному бас-
сейну Уральской геосинклинали, которое в позднем девоне вступило в фазу стагнации и распада на
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
60
ряд полузамкнутых водоемов, заполнявших межгорные котловины Башкирского поднятия и Зилаир-
ского синклинория. Размыв многокилометровых толщ Южного Урала на протяжении раннего палео-
зоя, ашинского века, а может быть и всего докембрия, должен был способствовать высвобождению,
сепарации и аккумуляции в девонском бассейне такого количества марганца, которое могло бы
обеспечить формирование не только всех его месторождений на Урале, но и в Казахстане.
Накоплению марганца в девонском море способствовали восстановительные обстановки водной
среды, обусловленные низкой растворимостью кислорода в условиях жаркого климата. Начало
регрессии Зилаирского (девонского) моря приходится на время резкого погружения смежной
Ирендык-Магнитогорской впадины, сопровождавшееся интенсивным вулканизмом и последующим
накоплением мощных (свыше 1000 м) толщ граувакк. Вулканогенно-терригенные отложения
западной части Магнитогорского водоема начали замещаться известняками мористой акватории
лишь в позднем турне (березовская свита). Открытое море Зауралья (как и Предуралья) было отде-
лено от Зилаирского невысоким хребтом или даже пенепленом Урал-Тау, поэтому химизм их вод был
существенно различным и, следовательно, в устьях проливов между ними должны были возникать
геохимические барьеры, способствовавшие образованию рудных месторождений.
Марганцевые месторождения Зауралья и Предуралья характеризуются разным возрастом
оруденения, но обладают общей особенностью - они размещаются в тех бортах некомпенсирован-
ных впадин, которые обращены в сторону более древней Уральской геосинклинали: месторождения
Предуралья - в восточных бортах, Зауралья - в западных. Вероятнее всего связано это с тем, что
источниками металла для тех и других месторождений служили древние сероводородные котловины
центральной части Урала с высокими концентрациями истинных растворов марганца. Другими сло-
вами - намечается хотя и отдаленная, но все же родственная связь между серегуловским
марганценосным горизонтом и бугулугырским, т.е. между Зианчуринской группой проявлений мар-
ганца и Кусимовской посредством общей праматери - Зилаирской подготовительной впадины, - та-
кой, какой была Днепрово-Донецкая впадина для Никополь-Большетокмакской группы месторожде-
ний и Варненской.
Окисные марганцевые руды Кусимовской группы (общим числом более 30 проявлений) зале-
гают среди глинисто-кремнистых и яшмовидных сланцев, которые своим серым цветом напоминают
рудовмещающие отложения Причерноморья, отличаясь от бескарбонатных алевритов и глин хадума
избытком вулканогенного (туффиты) компонента. Приуроченность проявлений марганца Кусимов-
ской группы к различным отделам девона (бугулугырский, биккуловский и мукасовский горизонты)
определяет соответствующую датировку "марганценосного вулканизма" - эйфель, живет, фран.
Наиболее продуктивной считается (по Нестояновой О.А., 1956 г.) первая фаза марганценосности -
бугулугырское время. Рудогенез более поздних времен представлен незначительными проявле-
ниями и (по Нестояновой)"…в практическом отношении … не представляется перспективным". Эта
оговорка Нестояновой никак не освобождает от необходимости объяснения механизма цикличной
подачи марганца на западный борт Магнитогорского синклинория, ибо, как было замечено еще Н.М.
Страховым, образование промышленных концентраций марганцевых руд никогда не происходит в
одном и том же районе дважды.
Оставаясь на позиции полного отрицания вулканического происхождения марганцевых место-
рождений можно было бы усомниться в точности датировок рудовмещающих сланцев девона, закар-
тированных в бортах узкой Биягодинской синклинали, поскольку естественные отличия прибреж-
ного бентоса от комплексов ископаемой фауны глубоководной (сероводородной) части бассейна
могут служить обоснованием разного возраста характеризуемых ими отложений.
В объяснительной записке к геологической карте листа N-40-XXIII О.А. Нестоянова сообщает,
что фауну "биккуловского марганценосного горизонта" она собирала "…в известняках непосредст-
венно под кремнистыми сланцами мукасовского горизонта…" (1962, с. 25), т.е. между этими гори-
зонтами как будто не должно быть такого большого временного разрыва.
Датировка бугулугыра нижним эйфелем также может быть подвергнута сомнению, поскольку
сама Нестоянова пишет о наблюдениях яшм в разрезе г. Аюк выше известняков верхнего эйфеля
(там же, с. 25).
Возраст марганценосных отложений может показаться на отдельных участках рудного поля раз-
ным и по той простой причине, что пролив, истоки которого находятся в сульфидном подготовитель-
ном бассейне, всегда несет в своих кислых водах и отлагает в дельте фауну более древних боковых
пород, да и сами рудовмещающие отложения пролива гипсометрически располагаются значительно
ниже размываемых пород побережья.
Труднее объясняется марганцевая специализация вулканов Зауралья (и не только Башкирского)
и цикличный выброс рудного вещества на строго определенные участки литорали, для чего нужно
представить себе некие пульсации магматического очага в зоне субдукции, когда после каждой под-
движки литосферных плит и ассимиляции очагом более древних марганецсодержащих образований
происходит извержение рудного расплава в бассейн седиментации и его отложение не с
пирокластикой непосредственно, а с более удаленными от вулканов продуктами их деятельности (с
туффитами). Столь умозрительные объяснения, помимо их недоказуемости, не отвечают ни на один
вопрос о закономерностях размещения марганцевого оруденения и о промышленных перспективах
описываемого района.
Более продуктивным представляется сравнение структурно-тектонических карт Северного При-
черноморья и Южного Зауралья (рис. 3, 6). И там и здесь, как упоминалось, марганцевое орудене-
ние приурочено к тому борту некомпенсированной впадины, который обращен в сторону более
древнего подготовительного бассейна. И тот, и другой бассейн рудной седиментации отделен от
подготовительного выступом кристаллического фундамента достаточно большой ширины: Никополь-
ский - 80 км, Кусимовский - 40 км. И там и здесь подготовительный бассейн не содержит морских
осадков моложе возраста оруденения (Днепрово-Донецкая впадина - майкоп, Кагинская, Тирлян-
ская и Юрюзанская - фран, и т.д.). И здесь и там рыхлые окисные руды располагаются ближе к
древнему побережью, чем карбонатные. И тот, и другой подготовительный бассейн содержит
проявления бокситов. Регрессия подготовительного водоема в том и другом случае синхронна с рез-
ким погружением дна смежной некомпенсированной впадины, что, по-видимому, является
общепланетарной закономерностью, - так, осушение северной части Зилаирского мегасинклинория
(Кагинской впадины) в конце франа вероятнее всего связано с гигантской протрузией ультрабази-
тов Крака.
Опрометчивым нужно также считать возрастное отделение рыхлых окисных руд (якобы
"четвертичных", там же, с. 69) от плотных кремнистых руд девона. Элементарная осмотрительность
побуждает следовать многократно проверенной схеме фациальной зональности марганцевых
месторождений по А.Г. Бетехтину, и тогда обозначенные на карте полезных ископаемых проявления
окисных руд сами собою указывают на местоположение рудоносной дельты франского века. Точно
так же образовались Уразовская и Северо-Учалинская группы проявлений марганца (листы N-40-
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
62
ХVII, N-40-XVIII), только протяженность палеопролива между Тирлянской и Имангуловской впади-
нами была меньше - 30 км, а между Юрюзанской и Шартымской больше - 50 км (рис. 6).
Таким образом, “бесспорно эндогенные” месторождения марганца в Башкирском Зауралье
естественным образом переходят в число осадочных, что открывает широкие перспективы для их
доразведки по падению продуктивного стратиграфического уровня на восток - ближе к осевым час-
тям Имангуловской, Шартымской и Биягодинской синклиналей до уровня появления в керне
сульфидов. На основании поискового критерия п.9 (о том, что марганцевые месторождения не бы-
вают одинокими) необходимо также провести поиски параллельных палеопроливов (их авандельт) с
задачей выявления новых рудных полей и месторождений
8. Если предыдущий прогноз (п.7) будет подтвержден фациальным анализом и палеонтологиче-
скими исследованиями отложений подготовительных и рудовмещающих впадин, то связь марганце-
вых месторождений Башкирского Зауралья с регрессией позднедевонских бассейнов дает основания
для прослеживания этой цепи марганцевого рудогенеза еще дальше вглубь геологических времен.
Изложенный выше тезис о непрерывности континентального марганцеворудного процесса
предполагает трансформацию бассейна рудоотложения в подготовительный водоем, следовательно,
каждый подготовительный бассейн нужно считать перспективным на обнаружение марганцевого
оруденения в более древних его отложениях. Возраст таких отложений, вероятно, совпадает с вре-
менем наиболее крупной трансгрессии, когда ее нормальные воды (кислородные и слабощелочные)
могли вступить в контакт с кислыми растворами палеопроливов, истоки которых находились в бор-
тах остаточных котловин раннедевонских или даже ордовик-силурийских морей. Следовательно,
перспективными на обнаружение промышленного марганцевого оруденения нужно считать отложе-
ния среднедевонской трансгрессивной серии на внешних (юго-западных) склонах межкракинского
поднятия (бурзянский лист N-40-XXVIII), а также осадки этого же возраста в северной части
Белорецкого района Башкирии (лист N-40-XVII).
Аналогичные выводы и прогнозы будут получены при внимательном чтении геологической
карты масштаба не крупнее 1:200000 для любого марганцеворудного района России. Нет сомнения,
что и все другие марганцевые месторождения Урала, включая Полуночное и Марсятку, имеют
осадочное происхождение, а это означает, что и они имеют хорошие перспективы прироста запасов.
Применение рабочей гипотезы к девонским марганценосным отложениям Зауралья вскрывает
одновременно и некоторые упущения геологических исследований прошлых лет, - так, приходится
сожалеть, что работы Бокситовой партии за 1968-71 гг. проводились в западных бортах Тирлянской
и Кагинской впадин, а не в восточных, где находились истоки марганценосных палеопроливов.
На геологических картах Башкирского Зауралья (рис. 6) видно, что площадь морского осадко-
накопления в Зилаирском синклинории постепенно уменьшалась и раннепалеозойский бассейн
распадался на ряд изолированных котловин, причем последними по времени морскими осадками в
этих котловинах как раз и являются франские слои, к которым приурочено марганцевое оруденение
Северо-Учалинской, Уразовской и Кусимовской групп.
Примечательно также, что центр палеозойского водоема всё это время смещался к востоку - к
области заложения Магнитогорского прогиба. В конце франа наступил момент, когда интенсивное
прогибание Шартымской, Имангуловской и Биягодинской впадин Магнитогорского синклинория,
сопровождаемое воздыманием центральной части Урала, вызвало прорыв невысокой перемычки
зоны Урал-Тау и подготовительные бассейны доуральского возраста перестали существовать,
сбрасывая
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Докембрийский фундамент Уральской
складчатой системы
Подготовительные бассейны ордовик-
силурийского заложения в Зилаирском
синклинории: 1 - Юрюзанский, 3 - Тир-
лянская мульда, 5 - Белорецкий.
Марганцеворудные поля франского
возраста в западных бортах синклиналей:
2 - Северо-Учалинское - в Шартымской,
4 - Уразовское - в Имангуловской,
6 - Кусимовское - в Биягодинской
Ультраосновные массивы Крака
Направление стока кислых вод
марганценосных палеопроливов и возраст
оруденения
Рис. 6. Схема размещения марганцеворудных полей и подготовительных
бассейнов в Башкирском Зауралье
D3 (юго-западная часть межкракинской впадины) - фаменский ярус верхнего отдела девонской
системы и нижнетурнейский ярус каменноугольной системы объединенные. Зилаирская свита.
Граувакковые песчаники, алевролиты и глинистые сланцы с растительными остатками, местами прослои
известняков.
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
64
остатки марганценосных вод в некомпенсированные впадины Зауралья.
На путях стока вод древних подготовительных бассейнов нужно искать и "конденсированные"
разрезы с месторождениями фосфоритов.
Следствия для теории
Обоснование и введение в научный оборот понятия «подготовительная стадия осадочного
марганцеворудного процесса» легко разрешает проблему источников марганца путем отрыва во
времени стадии седиментации руд от стадии химического выветривания металла из горных пород.
Временной разрыв между стадиями выщелачивания и садки, продолжительность которого
исчисляется в геохронологических масштабах, предопределяет пересмотр всей системы взглядов на
поверхностные воды, как на инертную и косную субстанцию, служащую лишь для кратковременной
транспортировки рудного вещества.
На подготовительной стадии марганцевого рудогенеза воды рек, болот, озер и континентальных
морей выступают в качестве активного реагента, эффективного сепаратора и емкого долговечного
аккумулятора марганца, заменяя собою магматические очаги, вулканы, рифты, разломы, линеа-
менты, гидротермы, марганценосные формации, космическую пыль и другие гипотетичные в своем
большинстве объекты и явления, что так часто и безосновательно рассматриваются в качестве
источников металла.
Глубоководные впадины Мирового океана и древних континентальных морей оказываются бо-
лее стабильными геологическими объектами, чем самые грандиозные складчатые сооружения на по-
верхности суши. Морская вода накапливает и хранит рудные элементы в таких количествах, какие
не создаются при всех других геологических процессах, происходящих в недрах твердой земной
коры. Все крупные месторождения руд марганца, железа, бокситов и фосфоритов имеют осадочное
морское происхождение.
Дефицит многих гидрогенных полезных ископаемых возникает из-за непонимания самого важ-
ного свойства океанических впадин - их способности менять подвижность рудных элементов до
неузнаваемости (последняя страница статьи). Инертные и малоподвижные в окислительных усло-
виях поверхностного стока, марганец и алюминий образуют истинные растворы своих сульфидов в
сероводородной зоне морских котловин, становятся высокоподвижными (марганец) и агрессивными
по отношению к силикатам (алюминий). Извлеченные на поверхность, сульфиды быстро разруша-
ются с образованием серной кислоты, а большинство сульфатов растворяется в воде практически
неограниченно. Алюминий выпадает в осадок в самом начале процесса окисления сульфидных вод
подготовительного бассейна и поэтому не участвует в образовании сульфатов, а марганец осажда-
ется значительно позднее - при нейтрализации кислых растворов щелочами наступающей транс-
грессии. Характер контакта кислых и щелочных вод определяет структурную позицию месторож-
дения.
Вопрос о конкретных физико-химических условиях образования месторождений фосфоритов
можно выяснить по аналогичной методике - исследованием растворимости фосфатов при различных
рН-Еh. Серная кислота углефицирует органическое вещество, следовательно, должна существовать
связь марганцевого оруденения с угле- и нефтегазоносными формациями подготовительных впадин.
Рассматриваемая рабочая гипотеза отменяет прямой смыв марганца “реками с водосборов” и
“быстрое окисление” рудных растворов в морской воде (28, с. 381), а также утверждения о том, что
“аномальный - сероводородный - газовый режим, столь резко выраженный в Черном море, тормозит
рудообразование” (там же, с. 92), что “нахождение двухвалентного марганца ... невозможно в усло-
виях резко окислительной среды в водной массе морей...” (27, с. 314), что марганец отделяется от
железа в коре выветривания (там же, с. 316, 390), что окисные руды являются продуктом окисления
карбонатов (25, с. 248), а минеральная зональность месторождений обусловлена диагенезом (27, с.
318), в процессе которого марганец "стягивается" (28, с. 298) в "первоначально пустые породы"
(там же, с. 389), которые "играют роль своего рода коллектора" (25, с.248).
Гипотеза эта не требует "...усиленной подачи с континента ... элементов с ничтожной раство-
римостью..." (26, с. 72; 28, с. 390) и "присутствия на водосборах пород ... обогащенных марган-
цем..." (28, с. 391), как не нуждается и в выделении "особого генетического типа олигоценового
марганцеворудного процесса" (28, с. 392), как "удивительного и экзотического явления ... пора-
жающего исследователей своей колоссальностью" (там же, с. 392).
Рабочая гипотеза отвечает на вопросы о характере распределения литофаций и минеральных
типов руд в плане и на разрезах, об особенностях морфологии продуктивных залежей и текстур
руд; она, в частности, опрокидывает многосложное нагромождение теории диагенетического "под-
тягивания" марганца к побережью по слоям осадочных отложений (28, с. 322, 324 и др.), построен-
ное для объяснения сдвига процентных содержаний марганца относительно его абсолютных масс и
предлагает вместо диагенетических "подтяжек" общеизвестный механизм гравитационной диффе-
ренциации сорбированного глинами рудного коагеля.
Рассматриваемая гипотеза объясняет бескарбонатность майкопских глин Днепрово-Донецкой
впадины увеличением кислотности её вод, а не “похолоданием” (28, с. 187) климата.
Здесь нужно отметить, что северное побережье Черного моря с месторождениями марганца
Никополь-Большетокмакской и Варненской групп Н.М. Страхов отнес к зоне северного умеренно
влажного климата, а южный берег того же моря - к аридной зоне (26. фиг. 42, 43; 21, фиг. 1), и
даже юго-восточное побережье района Чиатурского месторождения огибается границей аридной
зоны (фиг. 43) по той, видимо, причине, что “...железные, бокситовые и марганцевые руды ... пол-
ностью выпадают из набора осадков аридной зоны” (26, с. 137).
На самом деле, “явно выраженное похолодание” (28, с. 188) не является первопричиной
образования месторождений марганца, но может иметь положительную связь с ним вследствие
повышения растворимости O2 и СО2 в более холодных водах подготовительного бассейна, способст-
вуя их аэрации и окислению сероводорода. Интенсивное выщелачивание и высокая подвижность
многих элементов в условиях гумидного климата вовсе не означают их намерения тут же вернуться
в исходное консолидированное положение, т.е. образовать новые концентрации вместо тех, из кото-
рых они только что были извлечены.
Напротив, по своему генезису марганец находится ближе к элементам галогенных формаций,
чем любой другой рудный компонент природных вод; подтверждение этому выводу находится в про-
странственной и временной связи марганцеворудных бассейнов и галогенных формаций (Предкар-
патье, Причерноморье, Предуралье и др.). Подвижные в гумидных условиях, члены триады стано-
вятся малоподвижными в аридной зоне; выщелоченные в большом количестве кислыми водами, они
становятся избыточными в щелочных; испарение и засоление аридного водоема делают их присут-
ствие в растворах невозможным. Поэтому теорию гумидного литогенеза Н.М. Страхова нужно счи-
Подготовительная стадия осадочного марганцеворудного процесса
66
тать ошибочной в самой своей основе, как и теорию латеритного бокситообразования. Обе эти тео-
рии принесли нашему хозяйству только ущерб и экологические бедствия.
Принятая в качестве временного инструмента анализа материалов разведок Улутелякского
месторождения, рабочая гипотеза снимает проблему источников металла, устраняя базу
псевдонаучных теорий эндогенного и экзогенного происхождения рудного вещества; раскрывает
роль трансгрессий и регрессий в марганцевом рудогенезе, объясняет одинаковость минерального
состава руд и сходность геологического строения месторождений причерноморской группы общно-
стью подготовительного бассейна и одним и тем же, единственно возможным механизмом образова-
ния рудных концентраций.
Таким образом, из ряда самых сложных проблем современной геологии процессы образования
рудных концентраций марганца и бокситов переходят в число наиболее понятных и простых геоло-
гических явлений, а месторождения соответствующих металлов становятся самыми предсказуемыми.
Выпадая из бессистемного нагромождения разноречивых фактов и сведений, из кутерьмы
фантастических предположений, рассуждений и домыслов, исполнитель геологоразведочных работ
впервые опускается на устойчивую платформу простой и логичной гипотезы и, постепенно обретая
ориентацию в континентальном пространстве и геологическом времени, в теории правдивой и лож-
ной, начинает понимать: где - север (континентальное море в стагнации), а где - юг (направление
мощной регрессии); где - верх (последний сероводородный бассейн с бокситами), а где - низ
(некомпенсированная впадина с месторождением марганца в её борту).
На примере марганцевых руд и бокситов мы увидели, что разнообразные геологические явле-
ния, особенно те, что сопровождаются генерацией искомого рудного вещества, часто маскируют
истинное содержание рудогенеза и тем вводят исследователя в заблуждение, которое в геологиче-
ской науке редко не бывает фатальным и необратимым. В отличие, например, от машиностроения,
где заблуждения конструкторов своевременно обнаруживаются и не отбрасывают назад общее
развитие отрасли, ошибочные геологические концепции носят более масштабный - глобальный
характер. Бесплодные генетические конструкции существуют и господствуют десятилетиями,
подавляя самим своим существованием все альтернативные воззрения, а научная состоятельность и
практическая работоспособность их начинают подвергаться сомнениям лишь на стадии полного
упадка соответствующей минерально-сырьевой базы.
Крупные осадочные месторождения марганца, бокситов, железа и фосфоритов нужно внима-
тельно изучать по той причине, что они наглядно иллюстрируют главное течение рудного процесса
в его “чистом” виде, а не побочные и второстепенные, искаженные на мелких месторождениях
непричастными к рудообразованию явлениями, такими как гипергенез, диагенез, метаморфизм,
вулканизм, гидротермальная деятельность и т.п.
Тщательное изучение структурно-тектонической позиции и пространственно-временной связи
крупных месторождений разнообразных руд осадочного происхождения может завершиться созда-
нием стройной и логически безупречной теории осадочного рудогенеза, что нужно считать достой-
ной целью геологической науки. Предлагаемое решение крупнейших проблем рудной геологии
означает достижение цели, к которой всегда стремилась геологическая наука в СССР и за рубежом.
Но простое и логичное описание марганцеворудного процесса обнаруживает одновременно и
величайший провал в теории рудогенеза, который, в отличие от существа вопроса, не поддается
логическому объяснению.
- В самом деле, если заблуждение о “трансгрессивном” происхождении месторождений марганца
можно объяснить самодостаточностью термина, то как можно спутать пролив c рекой?
- Как можно забыть о существовании проливов, если вся геология осадочных месторождений
построена на описаниях морских отложений?
- На каком основании предполагается возникновение геохимических барьеров в замкнутых
водоемах, если общеизвестно, что только при смешении двух растворов, даже самых прозрачных,
всегда образуется какая-то муть?
- Чем, наконец, объяснить происхождение теории “подтяжек”, автор которой изучал геохимию
осадков Черного моря с 1928 года, руководил двумя специализированными институтами (ГИН и НИИ
океанологии) и не оставлял без своего внимания теорию марганцевого рудогенеза на протяжении
полувека?
Очередные проблемы
Рассматриваемая гипотеза нуждается в детальной проработке по всем направлениям:
- сколько марганца может содержаться в анаэробной зоне подготовительного бассейна? Ка-
ковы предельные концентрации марганца в присутствии сероводорода? Все ли поступающее в бас-
сейн железо уходит в пирит? Что происходит с алюминием, фосфором, барием, свинцом, цинком,
другими рудными элементами?
- как окисляются сероводородные воды подготовительного бассейна - по всей акватории
одновременно, или только в проливе? Какова мощность слоя окисленных вод? Имеет ли место
стратификация растворов рудных элементов в малоподвижных зонах аноксий? Как зависит
реакционная способность металла от величины Eh раствора, - существует ли градиент активности
элемента в гидрохимической колонке застойной впадины?
- какова динамика окисления сульфидных растворов анаэробной зоны? Как меняется pH в ре-
докс-зоне, над и под нею? Отражается ли в осадках "нижнего" бассейна последовательный сброс
вод различного химизма из "верхнего" подготовительного бассейна? Какие химические процессы
происходят в редокс-зоне при вертикальных её колебаниях?
- как меняется во времени "рудоносность" пролива в процессе разгрузки подготовительного
водоема? Когда наступает и какова продолжительность собственно-рудоносной фазы переноса мар-
ганца проливом? Имеет ли место лавинный перенос и что этому предшествует? Как вообще влияют
параметры пролива на перенос и осаждение рудного вещества?
- какова геохимия кремнезема в марганцеворудном процессе? Могут ли окремнелые породы
рассматриваться в качестве поискового признака? Что происходит с алюминием, фосфором и желе-
зом при перемене восстановительных условий подготовительного бассейна на окислительные,
щелочных на кислые, кислых на нейтральные?
- что происходит в конечном водоеме при седиментации руд? Какие геохимические барьеры
здесь возникают? Как происходит инверсия рудоотложения в сероводородное марганценакопление?
- как осаждается марганец в электролитах соленых морей и солеродных лагун? Куда исчезла
сера девонских бассейнов - не редуцировалась ли она в колчеданы Зауралья?

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  2  3  4  5   ..